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單層氧化石墨烯上可直接繪制納米器件 已有3人參與
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單層氧化石墨烯上可直接繪制納米器件 http://www.stdaily.com 2012年11月21日 來源: 中國科學(xué)網(wǎng) 作者: 陳序 呂迎旭 本報(bào)訊(記者楊保國)近日,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員利用原子力針尖誘導(dǎo)的局域催化還原反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了在單層氧化石墨烯上直接繪制納米晶體管器件。相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然—通訊》。 單層石墨烯是只有一個(gè)單原子層厚度的石墨,它比目前常用的金屬導(dǎo)體具有更好的導(dǎo)電性、散熱性,同時(shí)也是迄今為止世界上最薄、最輕、強(qiáng)度最大的材料,有望在微電子領(lǐng)域替代硅,成為制造超精細(xì)晶體管的理想材料。而如何在單層石墨烯上直接裁剪或制備出各種納米線路,被認(rèn)為是石墨烯研究領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)的方向之一。 為此,該實(shí)驗(yàn)室分子尺度量子調(diào)控研究團(tuán)隊(duì)的王曉平教授研究組和羅毅教授研究組緊密合作,提出一種新的設(shè)計(jì)思想,即在絕緣的氧化石墨烯上通過局域的還原反應(yīng),直接制備導(dǎo)電的納米線路并構(gòu)筑成晶體管及互聯(lián)電路。 博士生張琨等人利用表面鍍鉑的原子力針尖的局域催化作用,在氫氣的環(huán)境下,將氧化石墨烯加熱到攝氏100度左右,制備出最小寬度僅20納米的還原石墨烯條帶,其電導(dǎo)率超過104每米西門子,比氧化石墨烯提高了100萬倍。 通過理論計(jì)算,他們揭示了這種局域還原反應(yīng)的微觀機(jī)理。利用此方法,他們還成功演示了納米互聯(lián)電路和場效應(yīng)晶體管器件,其晶體管的性能明顯優(yōu)于目前常用的導(dǎo)電聚合物和非晶硅場效應(yīng)管器件。 張琨表示,該技術(shù)可以用來直接繪制納米電路,電路的線條寬度可控、制備條件要求低,并可與現(xiàn)有的微電子加工技術(shù)無縫兼容,有望推動(dòng)石墨烯納米器件、電路與集成的最終實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。 (中國科技網(wǎng)) |
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